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  1. Physical Chemistry of Solid State and Surfaces
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Course summary syllabus
Insegnamento Course full name
Physical Chemistry of Solid State and Surfaces
Course ID number
1819-1-F5302Q011

Course Syllabus

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Obiettivi

Il corso si pone l’obiettivo di approfondire e consolidare concetti di base della chimica-fisica dei solidi e delle loro superfici con problematiche applicative nelle scienza e tecnologia dei semiconduttori.


Contenuti sintetici

Descrizione del ruolo dei difetti sulle proprietà dei materiali , in particolare nei semiconduttori . Introduzione alla chimica fisica delle superfici e ai processi di assorbimento. Descrizione delle principali tecniche di analisi delle superficie . Tecniche di crescita di materiali bulk e di film epitassiali, correlazione proprietà, difettualità e tecnica di crescita


Programma esteso

DIFETTI NEI MATERIALI :  Difetti di punto e difetti estesi (dislocazioni , bordi grano , antiphase domains, stacking fault ): loro interazioni nei sistemi reali. SUPERFICI  Superfici ideali e reali. Rilassamento e ricostruzione.  Fenomeni di adsorbimento: fisisorbimento e chemisorbimento: isoterme di adsorbimento (isoterme di Languimir e di BET). Principali metodi sperimentali di analisi delle superfici (Tecniche SEM  XPS, AUGER, SIMS).Tecniche di crescita di materiali  e di deposizione di film sottili.   Tecniche di crescita di materiali massivi (monocristallini e policristallini), relazione tra difettualità e condizioni di crescita; Processi di crescita epitassiali:generalità ; Tecniche di deposizione di film sottili (deposizione per evaporazione, processi di sputtering, crescite per Chemical Vapor Deposition, Epitassia da fasci molecolari).  Aspetti generali dei processi di deposizione,  applicazioni. Criteri di scelta e di ottimizzazione dei processi.


Prerequisiti

Esami di Chimica  Fisica e di Scienza dei Materiali del triennio

 


Modalità didattica

Lezioni in alua

Materiale didattico

S. Eliot The Physics and Chemistry of solids Wiley

J. D. Plummer , M.D. Deal, P.B. Griffin Silicon VLSI Technology  Prentice Hall

Sergio Pizzini Physical Chemistry of Semiconductor Materials and Processes    Wiley 

Surface science an introduction J. b. Hudson

All these books are available in the UNIMIB library 




Periodo di erogazione dell'insegnamento

1° anno secondo semestre

Modalità di verifica del profitto e valutazione

La verifica del profitto è volta a valutare la preparazione raggiunta in termini di conoscenza teorica degli argomenti trattati durante le lezioni e di alcune loro applicazioni e avviene  attraverso un colloquio sugli argomenti trattati nel corso . La votazione viene espressa in trentesimi e valutata in base alla completezza e qualità delle risposte fornite dallo studente.nel modo seguente :

E’  data facoltà agli studenti frequentanti  di avere una valutazione intermedia basata su  una presentazione in classe di 15 minuti su un argomento inerente al corso scelto dal singolo studente  da una lista  fornita dal docente generalmente alla fine di Marzo . Tale presentazione conta per il 30 % del voto finale .


Orario di ricevimento

Tutti i giorni su prenotazione tramite e-mail

 


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Aims

Joining fundamental concepts of the solid state and surface physical chemistry with applicative issues in the science and technology of semiconductors.


Contents

Importance of defects  on material properties , mainly in semiconductors . Elements of physical chemistry of surfaces. Adsorption phenomena: physisorption and chemisorption. Principal methods and techniques  of Surface Characterization. Growth techniques of massive materials and thin film deposition procedures.  Correlation of properties, defects and growth techniques


Detailed program

Defects in solids : Point and extended defects (dislocations, grain boundaries, antiphase domains, stacking fault)  and their interactions. Elements of surface crystallography. Surface relaxation and reconstruction in vacuum.   Adsorption phenomena: physisorption and chemisorption.  Principal methods and techniques  of Surface Characterization (SEM  XPS, AUGER, SIMS). Growth techniques of massive materials . General aspects of thin film deposition procedures and main thin film deposition techniques.  General aspects of thin film deposition procedures.


Prerequisites


Main Physical Chemistry I and Materials Science topics in 1st cycle bachelor degree programs


Teaching form

Lectures in the classroom


Textbook and teaching resource

S. Eliot The Physics and Chemistry of solids Wiley

J. D. Plummer , M.D. Deal, P.B. Griffin Silicon VLSI Technology  Prentice Hall

Sergio Pizzini Physical Chemistry of Semiconductor Materials and Processes    Wiley 

Surface science an introduction J. b. Hudson

All these books are available in the UNIMIB library 



Semester

First year,  Second ( spring ) semester


Assessment method

The teacher assesses if and to what extent the student has reached the course objectives.
A formal knowledge-based evaluation of the general topics delivered. The examination is performed through an oral exam . 
The students can  do a mid term test: a  class presentation of about 15 minutes  on a topic  selected by the students from a list that the teacher will give at  about the end of March of each year. This presentation will count for 30 % of your final grade


 


Office hours

All days from Monday to Friday upon e-mail request


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Key information

Field of research
CHIM/02
CFU
6
Term
Secondo Semestre
Activity type
Obbligatorio a scelta
Course Length (Hours)
42
Degree Course Type
Corso di Laurea Magistrale

Students' evaluation

View previous A.Y. evaluation

Enrolment methods

  • Manual enrolments
  • Self enrolment (Student)
  • Course meta link (Chimica Fisica dello Stato Solido e delle Superfici [1819-2-F5401Q037])

Staff

    Teacher

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    Carlo Antonini
  • Picture of Simona Olga Binetti
    Simona Olga Binetti
  • Picture of Piercarlo Mustarelli
    Piercarlo Mustarelli

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